——上海市域机场线工程规划设计实践

 

中华建设网讯  2017年7月国家发改委出台《关于促进市域（郊）铁路发展的指导意见》，提出着力扩大市域（郊）铁路公交化运营服务的有效供给，完善城市综合交通运输体系，更好地适应都市圈和城市群发展新要求。根据《上海市城市总体规划（2017-2035年）》，上海市规划形成“九射、十三联”共22条，1000多公里的市域线网络，根据《上海市城市轨道交通第三期建设规划（2018-2023 年）》，近期建设3条市域线，其中市域机场线是第一条新建市域铁路项目。

 

一、项目概况

 

市域机场线工程由虹桥综合交通枢纽内预留的虹桥磁浮场引出，主要沿沪杭客专东侧，春申塘北侧及外环高速公路南侧走行，下穿浦东国际机场，终到上海东站市域场。途径闵行、徐汇和浦东新区三区。线路全长68.6公里，设计时速160公里/小时。设虹桥2号航站楼站、中春路站、景洪路站、三林南站、康桥东站、上海国际旅游度假区站、浦东1号2号航站楼站、浦东3号航站楼站、上海东站9座车站。首期开通段为虹桥2号航站楼站—浦东1号2号航站楼站，共7个站点，其中地下站5座，地面站2座。

 

市域机场线是上海市轨道交通市域线网络中部地区东西向的骨干线路，连通“两场三站”，主要承担市域内虹桥与上海东两大国家级综合交通枢纽之间，以及市中心与两大枢纽间的快速联系。并预留与国铁网络及长三角城际网络的衔接和互联互通的条件，兼顾浦东新区与长三角近沪地区的城际客运，是浦东新区衔接上海市对外主要铁路客运通道的重要联络线，是沪宁铁路通道和沪杭铁路通道向浦东地区的延伸。

 

上海市政总院和中铁四院强强联合，以联合体共同承担该项目的勘察、设计一体化工作。市政总院承担全线9米级盾构隧道、景洪路站、浦东1号2号航站楼站、浦东3号航站楼站、火灾报警、设备监控、门禁系统和市政配套的设计任务，以及全线的工程地质勘察、水文专项工作。

 

市域机场线工程线路示意图

 

二、项目特色

 

（一）新速度

 

市域机场线列车最高运行速度为160公里/小时，是上海城市轨道交通又一重大突破。同时市域机场线具有线路长，站间距大的特点，旅行速度达到90公里/小时以上，为常规地铁的2倍以上，可满足虹桥机场至浦东机场之间40分钟快速可达。通过与市域铁路和城际铁路网络链接，打造上海大都市圈1小时通勤圈，进一步增强浦东枢纽对长三角区域的辐射、服务功能，充分发挥上海作为都市圈中心城市的辐射带动作用，积极推动上海大都市圈同城化发展。

 

（二）新标准

 

市域铁路不同于传统城市轨道交通和城际铁路，同时具备公交化、网络化，并与城际铁路互联互通的运营特点。市域机场线创新采用市域C型车，首次采用CTCS2+ATO列车运行控制系统。市域C型车基于复兴号智能动车组技术和产品平台开发，实现了高铁和轨道交通技术要求的深度融合，最高设计速度160公里，满足高标准的安全性、舒适性、灵活性的要求，显著提升运行效率和乘客舒适度。CTCS2+ATO列控系统将国铁的CTCS2列控技术与城市轨道交通ATO自动驾驶技术深度融合，CTCS2可满足互联互通和国铁跨线运行，ATO自动折返可满足3分钟行车间隔，更好实现公交化运营，提升运营效率。市域机场线是上海市第一条新建市域铁路项目，也是国家首批确定的市域铁路示范线路之一。市域机场线采用的新标准，为上海市及长三角地区市域铁路技术标准体系的建立和完善，为市域铁路的高标准、高质量建设打下坚实基础。

 

（三）新模式

 

市域机场线采用了站站停、大站快车、市域跨线以及城际跨线等多种运输组织模式。站站停、大站快车可灵活适应通勤、商务、旅游、两场转乘等不同客流的出行需求。与嘉闵线、示范区线、南汇支线等市域铁路，以及沪宁城际、沪杭客专等城际铁路的互联互通和跨线运营，实现了从人换车到车换人的转变，大大提供了旅客的出行效率和便利性。并实现城际铁路、市域铁路与城市轨道交通网络的一体化衔接，推进长三角地区内各层次轨道交通网络融合发展。

 

三、SMEIDI创新与实践

 

（一）勇于突破和创新，多处工程创下上海地下工程建设之最。

 

市域机场线线路全长约68.6km，地下线长约56.2km，占比约82%。2/3车站为地下车站，且沿线环境条件复杂，在上海软土、高承压水地质条件下，建设面临了诸多挑战，工程技术难度和设计难度非常大。

 

据项目负责人周华介绍，市政总院创下了“基坑开挖最深”车站、“环境保护要求最高”车站、“埋深最深”盾构隧道、以及单个隧道联络通道“数量最多”等多项上海轨道交通建设之最。面对极限挑战，市政总院设计团队始终秉持着国家队基因、创新基因和工匠基因，迎难而上，精益求精，有效解决超大超深基坑开挖、超深地墙和超长超深隧道施工以及联络通道群建设等工程问题，有效降低施工风险，大大减小施工期间对周边环境的影响，保证了工程安全，为顺利开通提供了有力支撑。

 

1、“基坑开挖最深”车站

 

景洪路站下穿15、19号线，车站埋深较深，为地下四层车站，紧邻春申塘、轨道交通15号线区间，车站总建筑面积约80000m²，基坑总开挖面积约18000㎡，车站土方开挖量约为标准地下二层车站的9倍，最大开挖深度达44m，基坑施工涉及⑦层、⑨层承压水。

 

景洪路站施工图

 

车站围护结构采用1.2m厚地墙，最深107.5m，针对承压水采用“围护-降水一体化”、“降水-回灌一体化”、“降深、降时最小化”的设计理念，采取“隔、降、灌”综合治理技术，有效控制了承压水施工风险。

 

2、“环境保护要求最高”车站

 

浦东1号2号航站楼站为地下二层岛式车站，紧邻浦东机场停车库和交通中心，距离运营的高速磁浮示范线最近仅16.8 m（磁浮保护要求极高，基础总沉降量≤2mm，相邻墩柱不均匀沉降≤1mm）。车站总建筑面积约46000m²，基坑总开挖面积约23600㎡，车站土方开挖量约为标准地下二层车站的5倍，最大开挖深度约25m，承压水⑦、⑨连通。

 

针对极为苛刻的外部环境条件，采取“化大为小”分坑处理的措施，采用“围护—抽灌一体化”设计理念，并使用支撑轴力伺服系统，一一解决了技术难题。

 

浦东1号2号航站楼站

3、“埋深最深”盾构隧道

 

上海机场联络线由虹桥枢纽至浦东枢纽，在浦东机场范围下穿10条滑行道、卫星厅等众多机场设施，隧道拱顶最大埋深达52m，全断面位于⑦₂承压水层长度达1.9km，其设计难度大，施工风险高，可参考工程案例及施工经验匮乏。

 

应对超深埋、高水压、长距离砂性地层盾构管片设计、盾构施工关键技术进行深化研究。盾构管片外径9000mm，管片厚度450mm，管片环宽1800mm，分８块，斜螺栓连接，混凝土强度等级C50/C60，抗渗等级P12。

 

机场联络线盾构区间图

 

4、单个隧道联络通道“数量最多”

 

机场联络线9m级盾构隧道凌空路转换井~浦东1号2号航站楼站区间共设有有15座联络通道，创下了单个区间联络通道数量之最。

 

为减小联络通道施工风险，线路采用“W”型坡，联络通道全部避开承压水层设置，同时首次将道床内置式泵房成功应用在市域铁路工程中，这为15座联络通道群同步施工、节约工期创造了良好的条件。

 

（二）全国首创 “共线运营、同台乘车，混进混出，分区候车”的车站布置。

 

浦东1号2号航站楼站位于浦东国际机场T1航站楼和T2航站楼之间迎宾大道下方，为地下二层车站，该站为市域列车和城际列车共同停靠车站。

 

车站设计充分为“空铁联运”构建便捷通道，利用迎宾大道上方连接T1、T2航站楼的三条空中连廊，将出入口与连廊巧妙结合，乘客可通过该连廊实现与T1、T2航站楼以及轨道交通2号线和高速磁悬线路的便捷换乘。

 

全国首创 “共线运营、同台乘车，混进混出，分区候车”的车站建筑布置，通过安检互信等车站管理措施，实现市域与城际乘客同站台乘车，进出站协同，最大程度方便乘客，并实现设施共享、资源集约化利用。

 

同时采用智慧多媒体站台门系统，满足城际铁路多种车型车门开启条件。并在有效站台外，设置专用疏散站台，在有限车站规模下解决16节编组城际列车消防疏散问题，填补了国铁与市域列车共线运营车站消防疏散标准空白。

 

浦东 1号2号航站楼站站厅层效果图

 

（三）秉承 “因地制宜，适度扩展，空间融合，功能填补”的原则，实现车站地面设施与景观设计的自然融合，形成轨道-城市空间的良性互动。

 

景洪路站位于吴泾转型创新北门户区域，南临春申塘东接黄浦江，车站位于规划公共绿地下方，北侧紧临规划商业服务用地，为城市待开发地块。地铁15、19号线和市域机场线交汇于此，属于三站换乘地区级枢纽站。该站为地下四层车站，其中地下四层为站台层，地下三层为站厅层，地下一、二层为进出站附属设施和结构空腔，结构空腔可用作物业开发，可开发利用面积较大，约21800平方。

 

该站作为创新转型段的重要节点，联动周边产业园区等重要创新功能板块，车站设计以“因地制宜，适度扩展，空间融合，功能填补”为原则，地面设施和景观设计实现建筑与场地和景观自然融合，并巧妙利用整合出地面设施资源，适当填补周边社区服务功能。并依托车站上部空间打造线型公园，并将车站疏散口与慢行步道灵活结合，从而增加公共艺术、社区活动、快闪集市等滨江游憩节点，形成容纳公共艺术、社区活动、快闪集市等活动的滨江活动带，形成轨道-城市空间的良性互动。同时为促进土地高效利用创造条件，在周边地块开发方案不明确的情况下，通过对结构空腔看展多种开发业态综合分析，为后期开发利用提供最大的可能性。车站层板结构为开发空间通行、给排水及通风等设备设施预留了结构孔洞，车站侧墙预留暗梁暗柱，后续周边地块接入预留最大开口范围。

 

景洪路站地面设施效果图

 

（四）系统谋划、精心设计，降低工程建设对社会、环境的影响。

 

市政总院承担了全线的勘察、交通疏解、桥梁拆复建、管线迁改、道路破复、河道改移等工作，工程建设期间做到了管线不中断，交通低影响、恢复有提升。

市域机场线盾构区间穿越浦东国际机场南回转立交桥，与其三个匝道桥6个桥墩桩基础冲突，需对其进行改造。该立交桥是市区方向经T1航站楼至T2航站楼方向的必经之路，客流量大。市政总院项目团队对传统的承台托换模式进行改进，采用对下部结构进行整体托换的模式，专门研制低净空全回转钻机拔桩，实现桥下5.4m低净空桥桩托换。这是在上海地区首次对大型立交连续桥梁采用整体托换技术，不中断交通的有益实践。大规模的托换改造总体上达到了“桥上无感通行，桥下托梁换柱”的实际效果，有力保障了机场的正常运营，并为后续市域机场线盾构顺利穿越打下了坚实的基础。

 

机场联络线盾构区间与浦东机场南回转匝道桥关系图

 

市域机场线的开通，实现了虹桥与浦东两大综合交通枢纽，以及沿线重要发展地区至两场间的快速连接，将显著提高上海市公共交通服务水平和运行效率。更在推动长三角地区轨道交通网络融合发展、实现城际铁路与市域轨道交通一体化发展方面迈出了重要步伐，为长三角区域更高质量一体化发展注入强劲动力。百舸争流千帆竞，攻坚克难奋者先，项目负责人周华最后表示，市政总院将始终保持创新精神，继续推进后续市域铁路的高质量建设，为上海市域铁路发展做出更大贡献！